Definitsiooni järgi on superarvutid kiireimad ja võimsaimad saadaolevad arvutid ning praegu viitab see termin sadade tuhandete protsessoritega masinatele. Nad on suure jõudlusega arvutite klassi superstaarid. Suure jõudlusega arvutid võivad olla ka personaalarvutid (PC), mis on suuruse ja hinnaga piisavalt väikesed, et neid saaks kasutada üksikisik, kuid samas piisavalt võimsad arenenud teaduslike ja insenerirakenduste jaoks. Me määratleme HPC kui masinad, millel on hea tasakaal järgmiste peamiste elementide vahel:
-
Mitmeastmelised (torujuhtmega) funktsionaalsed üksused.
-
Mitu keskprotsessorit (CPU) (paralleelmasinad).
-
Mitu värvi
-
Kiired keskregistrid.
-
Väga suured, kiired mälestused.
-
Väga kiire suhtlus funktsionaalsete üksuste vahel.
-
Vektor-, video- või massiiviprotsessorid.
-
Tarkvara, mis integreerib ülaltoodu tõhusalt.
Lihtsa näitena pole mõtet omada uskumatult kiiret protsessorit koos mälusüsteemi ja tarkvaraga, mis ei suuda sellega sammu pidada.
Kõrgarvuteid ja superarvuteid seostatakse sageli suurte valitsuse rahastatud asutuste või akadeemiliste institutsioonidega. Enamik kõrgjõudlusega andmetöötlust on tänapäeval siiski kommertssektoris, sellistes valdkondades nagu lennundus, autotööstus, pooljuhtide projekteerimine, suurte seadmete projekteerimine ja tootmine, energiauuringud ja finantsandmed.
HPC-d kasutatakse muudes valdkondades, kus tuleb teha väga suuri arvutusi, nagu vedeliku dünaamika, elektromagnetilised simulatsioonid ja keerukad materjalianalüüsid, et tagada kõrge täpsuse ja prognoositavuse tase, mille tulemuseks on kõrgem kvaliteet ning ohutumad ja tõhusamad tooted. Näiteks kasutatakse HPC-d autotööstuse alamkoostu või komponentide aerodünaamika, termiliste omaduste ja mehaaniliste omaduste modelleerimiseks, et leida täpselt õige disain, mis tasakaalustab tõhususe, töökindluse, kulude ja ohutuse, enne kui kulutatakse miljoneid dollareid tõelise prototüübi loomiseks. toode
Aja jooksul on suure jõudlusega andmetöötluse kasvav kasutamine teadusuuringutes ja kaubandussektoris, eriti tootmises, rahanduses ja energiauuringutes, koos kasvava arvutusrakenduste kataloogiga tekitanud suundumuse HPC platvormide poole, mis on loodud käsitlema laiemat valikut. töökoormust ja need platvormid on ehitatud laiemalt kättesaadavate komponentide abil. Selline riistvarakomponentide kasutamine iseloomustab kõrgjõudlusega andmetöötluse klastri ja võrgu ajastut. Klastrid ja võrgud on jätkuvalt domineerivad meetodid kõrgtehnoloogia juurutamisel nii äri- kui ka teadus-/akadeemilises sektoris. Mastaabisääst ja vajadus tsentraalselt hallata arvutusressursse suurtes ja erinevate nõudmistega organisatsioonides on toonud kaasa praktilise reaalsuse, et sageli kasutatakse väga erinevaid rakendusi samal jagatud HPC infrastruktuuril.
Suure jõudlusega andmetöötlus võib toimuda järgmistes kohtades:
-
tööjaam, lauaarvuti, sülearvuti, nutitelefon!
-
superarvuti
-
Linux/MacOS/Windows/… klaster
-
Võre või pilv
-
Küberinfrastruktuur = mis tahes ülaltoodu kombinatsioon